自动检测技术7物位测量

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1、第七章物位测量郑丹丹zhengdandan@tju.edu.cn7.1浮力式液位测量7.2静压式液位测量7.3电容式液位测量7.4超声波物位测量7.5雷达物位测量7.6磁致伸缩液位测量提纲7.1.1测量原理（1）恒浮力法液位测量W：浮子重力；F：浮子所受浮力；G：平衡物重力。由于仪表各部分具有摩擦，所以只有在浮力达到一定数值，能克服摩擦时，浮子才能开始动作，这就是仪表产生不灵敏区的原因。7.1.1测量原理（1）恒浮力法液位测量表示不灵敏区7.1.1测量原理（1）恒浮力法液位测量凯泰克KM26磁耦合液位计应用原理图凯泰克KC

2、99磁耦合液位计防漏防磁指示型远传型密封壳体保护附近不可有强磁场舌簧管7.1.1测量原理（1）恒浮力法液位测量磁浮子式液位计——磁翻板NS小磁针罐外红色白色10ｍｍ水平轴轻、薄NNNNS径向充磁磁浮子式液位计——磁浮子舌簧管液位变送器干簧管铁片7.1.1测量原理（1）恒浮力法液位测量初态：末态：7.1.1测量原理(2)变浮力法液位测量——浮筒液位计上两式相减：目的：测出较小的Δx，得到较大的液位变化ΔHc——弹性刚度系数，N/m；x——弹簧拉伸位移，m；A——浮筒的截面积，m2；H——浮筒被液体浸没的高度,m，ρ——被测液

3、体的密度，kg/m3;g——重力加速度，m/s2。其中：液位变化力的变化机械位移位移传感器电信号初态：末态：7.1.1测量原理(2)变浮力法液位测量——浮筒液位计7.1.1测量原理(2)变浮力法液位测量——浮筒液位计液位变化扭力矩变化扭转角变化角位移传感器电信号7.1浮力式液位测量7.2静压式液位测量7.3电容式液位测量7.4超声波物位测量7.5雷达物位测量7.6磁致伸缩液位测量提纲根据流体静力学原理：通过测得容器内液柱高度产生的静压实现液位测量。7.2.1测量原理7.2.2压力式液位计（1）测压仪表测量注

4、意：测压基准点与最低液位一致（a）适合粘度较小、洁净液体的液位测量。敞口容器（a）（b）零点迁移：液面高度为零时，即便受附加静压差，输出仍为“零”。三种情况:无迁移、负迁移和正迁移（a）无迁移。差压变送器正、负压室分别与容器下部和上部的取压点相连通，并保证正压室与零液位等高。差压变送器作用是将输入差压4~20mA：Ｈ=0ΔP=0I＝4mA;Ｈ=ＨmaxΔP=ΔPmaxＩ＝20mA(1)零点迁移问题P＋＝P０＋Ｈρ１gΔｐ＝ｐ＋－ｐ－＝Ｈρ１gP-＝P０7.2.3差压式液位计（b）负迁移ｐ＋＝ｈ１ρ２ｇ＋Ｈρ１ｇ＋

5、ｐ０ｐ－＝ｈ２ρ２ｇ＋ｐ０Δｐ＝ｐ＋－ｐ－＝Ｈρ1ｇ＋ｈ1ρ2ｇ－ｈ2ρ2ｇ＝Ｈρ1ｇ－ＢＢ＝(h2-h1)ρ2g>07.2.3差压式液位计(1)零点迁移问题当Ｈ＝０时△P＝－Β＜０Ｉ＜4ｍＡ调节变送器上的迁移机构，实现△P＝－ＢＩ＝4ｍＡH=0当Ｈ＝Ｈmax时△P＝Ｈmaxρ1ｇ－ＢＩ＝20ｍＡ说明:调整的压差Δｐ是作用于负压室且附加静压<0负迁移！（b）负迁移7.2.3差压式液位计(1)零点迁移问题Ｂ＝(h2-h1)ρg△P=Hρ1g－ＢΔｐ＝Ｈρ1ｇ＋Ｃ当Ｈ=０时ΔP=C>０Ｉ>４ｍＡ调节迁移机构:当Δ

6、P=C时Ｉ=４ｍＡＨ=0。当Ｈ=Ｈmax时ΔP=Ｈmaxρ1ｇ+CI=20mA说明:调整的压差Δｐ是作用于正压室且附加静压>0正迁移！（c）正迁移Ｃ=hρ1g7.2.3差压式液位计(1)零点迁移问题求解界位密闭容器7.2.3差压式液位计注：负压室要处于上层介质中，且不高于上表面7.1浮力式液位测量7.2静压式液位测量7.3电容式液位测量7.4超声波物位测量7.5雷达物位测量7.6磁致伸缩液位测量提纲当液位高度为0时，传感器电容量C0为当液位高度为H时，传感器电容量CH为7.3.1导电液体的液位测量D0>>D，且ε

7、＞ε0′液位由0增加到H，传感器电容变化量△C为：补充：射频导纳液位计(去除挂料影响的电容式液位传感器)通过分析传输电流的波动方程，得（射频导纳定理）：射频导纳液位计挂料的等效阻抗为：当：进行测量。射频导纳液位计7.1浮力式液位测量7.2静压式液位测量7.3电容式液位测量7.4超声波物位测量7.5雷达物位测量7.6磁致伸缩液位测量提纲凯泰克（K-Tek）超声波液位/料位计7.4.1测量原理声波遇到两相界面时会发生反射单探头气介式气介声速高出最高液位（1）基本测量方法7.4.2测量方法测量盲区约1m（２）设置声速校正具方法声

8、波在介质中的传播速度与介质的密度有关，而密度是温度和压力的函数v——ρ——（P,T）eg.空气V0℃=331m/s；V100℃=387m/s7.4.2测量方法带温度探头的超声波液位计带有声速校正杆的超声波液位计tt0hh07.1浮力式液位测量7.2静压式液位测量7.3电容式液位测量7.4超声波物位测量7